应用型人才培养背景下学生硬件开发能力的培养策略

许建　陈燕俐

摘 要：文章从目前应用型硬件开发人才培养现状出发，分析了硬件技术人才培养面临的问题及其成因，并分别从课程体系建设、师资队伍培养、校企合作机制以及以赛促学、以赛促教等四个方面，提出了新形势下学生硬件开发能力培养的策略。

关键词：应用型人才；硬件开发能力；高校

中图分类号：G640 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2018）02-0068-02

近年来，人才供给热度长期存在 “软热硬冷”，甚至愈演愈烈。这种情况不仅仅存在于应用行业中，在高等院校中也已经非常严重。从实际的技术发展和行业需求角度来看，这种矛盾的存在具有相当的不合理性，另外，这种现象的存在又有着深层次的原因。首先，由于我国在高端制造领域的技术相对落后，国内企业从事高端制造业的较少，对硬件技术水平的需求不高。其次，硬件开发的入门门槛相对高于软件技术，尤其是对数字电路和嵌入式底层软件，模拟电路，大功率，高可靠性设计等都有较高的要求，这使得很多人对硬件开发望而却步。最后，从我国的教育体制角度来看，也存在着很多限制硬件技术人才培养的弊端。

本文对现有高等教育体制下硬件开发技术培养存在的问题进行了深入剖析，并在此基础上提出了应用型人才培养背景下学生硬件开发能力的培养的几点建议。

一、以系统化的课程体系为基础

根据“创新型”复合人才培养模式，计算机系统的认知、分析、设计和应用能力是计算机类人才必须具备的三大专业技能之一。[1]这其中，清晰表明了学生对于计算机系统掌握的四种能力层次。对应这些基本的能力层次，高等院校的计算机系统硬件大类的课程中，通常包括“数字电路”、“汇编语言程序设计”、“微型计算机原理与接口技术”、“计算机组成原理”、“计算机系统结构”等。但是，在实际的教学工作中，由于很多学校“重软而轻硬”，这些基础课程设置往往不够合理，甚至随意被删减。这种问题的存在，直接导致了学生本来就存在的硬件畏惧更加严重。因此在应用型、创新型人才培养背景下，课程体系建设的系统性、科学性、实用性以及协调性是培养学生硬件开发能力亟待解决的问题。

首先，需要帮助学生克服对硬件技术的恐惧，激发学生对硬件开发的兴趣。近年来，随着计算机的迅速普及，虽然学生基本上可以做到一人一机，但是大家对于计算机基本结构的认识，尤其从硬件原理角度的认识是非常薄弱的。从笔者的实践经验来看，激发兴趣的第一步不妨从教会学生认识自己的电脑入手。简单的电脑拆装实验，看似简单，却能够有效地教会学生认识电脑的基本组成部件，然后教师再穿插以原理的内容进行讲解，往往能起到事半功倍的效果。

其次，增强课程体系的整体化和贯穿性。前文已经罗列了高等院校中硬件类上的主要课程，从传统的教学方式来看，这些课程之间的整体性和关联性并没有被凸显，以至于课程设置相互独立，没有形成适应于硬件开发人才培养的整体联动机制。在应用型、创新型硬件开发人才需求的背景下，需要重新构建培养计划体系、整合课程资源，增加课程间的承前启后机制，建立起从理论基础到实践培训的整体化课程体系。

二、以高水平的师资力量为保障

高质量的教学水平必须以高质量的师资队伍为保障。师资队伍建设是一个系统性工程，既需要考虑高水平人才的引进，又不能忽视了现有师资力量的培养和提升。

随着近年来高等教育的需求，高等院校的门槛越来越高，很多学校在招聘时对于引进人才在毕业学校层次、论文发表质量及数量等方面都有明确要求。其最大的弊端在于过分强调理论水平，而不注重引进人才的应用技能。这一弊端限制了很多有丰富的工作经验，特别是限制了在高端制造如芯片设计、集成电路开发等高新技术企业中有工作经历的优秀人才的引进。实际上由于这些工程师的实践开发经验丰富、能力全面，如果将他们引进高等院校的师资队伍，借助他们的经验和能力制定系统化、专业化的培养课程体系，既保证了人才培养的专业性又增强了学生解决实际问题的能力。

此外，打破行政管理界限，构建合理的师资团队。建立合理的师资力量团队，不能全盘引进，应该以整合和培养现有队伍为基础。每个高校都有一批教师从事硬件类课程的教学、教辅工作，但这些人往往分散在不同的院系，没有形成整体性的团队，这也是造成目前高校硬件人才培养困境的主要因素之一。应用型硬件人才培养模式下，传统教学模式和教学方法要与时俱进，需要打破行政管理的界限，将这些师资力量形成一个贯穿有序的梯队，从基础的电路理论，到编程方法，到实验开发，通过团队合作，有序推进学生的硬件知识能力的培养。

三、以完善的校企合作机制为依托

在实际教学中，我们往往会发现教学内容和实际应用脱节。这一点在软件技术方面相对来说并不严重，这是因为软件技术获取相对容易，很多软件开发技术借助互联网迅速普及开来。但是在硬件开发方面，这种脱节就显得较为严重，究其原因主要是学校并不参与一线的产品研发工作，开设的硬件类课程多以基础理论为主。解决这一问题的最直接有效的方法是开展校企合作，利用这种合作机制实现资源共享，优势互补。

具体地说，首先要加強学校和企业的深层次合作，实现资源共享。现在，很多学校的硬件类实验多以验证类为主，这种实验课程的设置既脱离了企业实际需求，又起不到锻炼学生实际动手能力的目的。对于高等院校来说，应该以企业为依托，以学生应用能力培养为基本导向，利用企业资金、设备和技术，搭建实验教学平台，营造仿真企业的实践教学环境。同时，根据自身层次水平引进企业的实训项目，通过构建企业案例库，向学生提供岗位实训和创业教育。

其次，建立健全学校、学生、企业三位一体的实践实训教学体系。在很多发达国家，对于应用型人才的培养，多采用IBT（Industry Based Training or Teaching）模式，即基于产业需求的定制培养，通过课程与学分替代等方式开设企业定制课程。[2]同时，学校需要做好硬件开发人才培养的顶层设计，一般来说通行的做法是基于企业人才的实际需求，逆向推导出应用型背景下硬件开发的人才培养模式。即通过对对接企业硬件开发人才需求现状进行分析，梳理出企业实际应用作用的人才需求定位，在此基础上对学校自身传统的培养模式进行修改，针对当前硬件开发人才培养过程中与企业实际需求相脱节的各个环节，从专业设置、培养计划到教材编写等各个方面进行全方位的整改。

四、以多层次的学科竞赛为抓手

学科竞赛是高校常见的传统教育方式之一[3]，在应用型人才培养过程中，我们需要给学科竞赛赋予新的内涵和使命。通过学科竞赛，可以进一步激发学生的学习热情，同时以赛促学、以赛促教，培养学生实践创新和学以致用的能力。

目前，以硬件设计开发为主题的学科竞赛越来越受到大家的关注，如从1997年开始每两年举办一届的全国大学生电子设计竞赛、全国大学生机器人大赛等。从我们的调研中可以发现，对于这些重量级的国家级竞赛，学校、学生以及企业都表现出了极大的兴趣，使得这些赛事成了学校展示教学成果、学生提高技能、企业挖掘人才的重要平台。在笔者所在院校，随着硬件类人才培养机制的建立健全，指导教师队伍的水平不断提高，校企合作带来的产学研成果的日益丰富，越来越多的学生热衷于参与这些赛事，并从比赛中获益匪浅，形成了良性循环。

为了更好地落实以赛促学、以赛促教的目的，提高应用型硬件开发人才培养的数量和质量，我们应该充分发挥学生的主观能动性，鼓励和引导他们参加各个层次的相关学科竞赛，让这种模式成为学生能力提升的助推器。真正做到以学生能力培养为中心，以学科竞赛为抓手，着力打造硬件设计类学习研究团队，促进创新型、应用型人才的培养。

五、结论

目前，应用和创新是信息技术发展的两个主题，在这一背景下，我国“中国制造2025”行动纲领也明确提出，要加快推动新一代信息技术与制造技术融合发展，把智能制造作为两化深度融合的主攻方向；着力发展智能装备和智能产品，推进生产过程智能化，培育新型生产方式，全面提升企业研发、生产、管理和服务的智能化水平。[4]可见，随着这一战略发展规划的实施，应用型、创新型硬件开发人员的需求将大大提高，作为人才培养最重要基地的高等院校，必须做好硬件开发人员培养的规划和落实工作。本文从硬件类人才培养的现状入手，分析了目前存在的问题及其成因，重点阐述了应用型人才培养背景下学生硬件開发能力培养的基本思路。

参考文献：

[1]吴玲，惠丽.基于计算思维的计算机硬件立体化实验教

学体系研究[J].黑龙江教育：理论与实践，2016，（Z2）.

[2]Zorica Nedic，Stamen Gadzhanov，Andrew Nafalski.An

industry-based project for teaching electrical power systems

[J].World Transactions on Engineering and Technology

Education，2013，（4）.

[3]柏连阳，蒋建初，盛正发.基于学科竞赛的新建本科院校

创新人才培养探析[J].中国高教研究，2010，（8）.

[4]王喜文.工业4.0、互联网+、中国制造2025 中国制造

业转型升级的未来方向[J].国家治理，2015，（23）.